Evaluación Tribológica Estructuras de PLA Impresas por FDM: Desafíos en la Determinación del Coeficiente de Fricción

Abstract

La fabricación aditiva ha cobrado gran importancia en los últimos años debido a su bajo costo, facilidad de procesamiento y su potencial para impulsar la tecnología sostenible. Uno de los materiales más utilizados en la impresión 3D es el ácido poliláctico (PLA); un polímero biodegradable y reciclable derivado de recursos renovables. Las características mecánicas de las estructuras construidas mediante modelado por deposición fundida (FDM) se ven afectadas por diversos parámetros geométricos de impresión, como la densidad y el patrón de relleno, el diámetro de la boquilla, el espesor de la capa, además de la anisotropía del propio material. A pesar del gran interés en describir sus propiedades mecánicas, solo alrededor del 5% de las investigaciones se centran en las características tribológicas de los componentes impresos. Uno de los ensayos más utilizadas para la determinación de propiedades tribológicas, entre ellas coeficiente de fricción (COF) y desgaste, es el ensayo Pin on Disk. En este estudio se evaluaron diferentes muestras impresas con PLA para determinar el coeficiente de fricción, considerando configuraciones en las que la muestra actúa como un disco o como un pin. Si bien se examinaron las variables típicas de fabricación, fue determinante para reducir el desvío explorar las influencias de posibles defectos de impresión, junto con los desafíos relacionados con el diseño de la muestra, la densidad y los patrones de relleno, la carga aplicada y la velocidad de deslizamiento. Los descubrimientos demostraron que se deben considerar los defectos de impresión juntamente con las variables de diseño. Estos hallazgos sientan las bases para identificar condiciones de prueba cruciales para obtener valores repetibles y representativos del comportamiento tribológico del PLA impreso por FDM.